DE1002162B - Valve lash adjuster - Google Patents

Description

Ventilspielausgleichsvorrichtung Die Erfindung bezieht sich auf eine in bewegte Teile des Ventilantrieb#s, von Brennkraftmaschinen eingebaute hydraulische Ventilspielausgleichsvorrichtung mit einem ihren Flüssigkeitsdruckraum abschließenden Rückschlagventil.Valve lash adjuster The invention relates to a Hydraulic installed in moving parts of the valve drive of internal combustion engines Valve lash adjuster with a closing fluid pressure chamber Check valve.

Vorrichtungen der erwähnten Gattung sind seit langem bekannt. Sie dienen dazu, das infolge von Wärmedehnungen unvermeidliche Spiel zwischen der Ventilsteuerung und der Ventilspindel auszugleichen. Zu diesem Zweck besitzen die hydraulischen Spielausgleicher einen mit einer Flüssigkeit gefüllten Druckraum zwischen zwei die Steuerkraft übertragenden Teilen der Steuereinrichtung. Die Füllung dieses Druckraumes richtet sich nach dem jeweiligen Ventilspiel. Während der Kraftübertragung wird ein Teil dieser Flüssigkeit aus dem Druckraum herausgepreßt, so daß bei jedem Hub neue Flüssigkeit in den Druckraum hin-eingeführt werden muß. Dadurch kann den ÄndeTungen des Ventilspiels leicht gefolgt werden. Die Flüssigkeit wird über ein Rückschlagventil in den Druckraum eingeleitet. Bisher wurden hierfür Rückschlagventile einfacher Art, besonders Kugelventile, ab,er auch einfache Plattenventile verwendet.Devices of the type mentioned have long been known. she serve to reduce the play between the valve control, which is inevitable due to thermal expansion and balance the valve stem. For this purpose own the hydraulic Backlash compensator has a fluid-filled pressure space between two die Control force transmitting parts of the control device. The filling of this pressure space depends on the respective valve clearance. During the power transmission will some of this liquid is pressed out of the pressure chamber, so that with each stroke new liquid must be introduced into the pressure chamber. This allows the changes valve clearance can be easily followed. The liquid is released through a check valve introduced into the pressure chamber. Up to now, check valves have been made simpler for this Kind, especially ball valves, he also used simple plate valves.

Obwohl bei Ventilsteuerungen, die mit derartigen Ausgleichsvorrichtungen ausgerüstet sind, die Ventilgeräusche wesentlich herabgesetzt werden können, zeigten die damit versehenen Motore bereits nach kurzer Zeit wesentliche Nachteile; beispielsweise entsprachen die Ventilöffnungszeiten nicht mehr dem eingestellten Wert, und der Brcnnstoffverbraticli stieg an. Diese Nachteile konnten im wesentlichen nur mit den Spielausgleichern zusammenhängen, deren Lebensdauer zudem meist außergewöhnlich kurz war. Deshalb wurden eingehende Untersuchungen eingeleitet, die schließlich zu der Erfindung führten.Although with valve controls with such compensating devices are equipped, the valve noise can be significantly reduced, showed the motors provided with it already have significant disadvantages after a short time; for example the valve opening times no longer corresponded to the set value, and the Fuel consumption rose. These disadvantages were essentially only possible with the lash adjusters, whose lifespan is usually exceptional was short. Therefore, in-depth investigations were launched, which eventually led to the invention.

Es stellte sich hierbei heraus, daß die wesentliche Fehlerquellt das Rückschlagventil war. Man muß nämlich berücksichtigen, daß es sich hierbei nicht um ein gewöhnliches Rückschlagventil handelt, wie man es beispielsweise als Kugelrückschlagventil bei Fußballpumpen finden kann, sondern daß es sich um ein sehr hoch beanspruchtes Teil handelt. Betrachtet man beispielsweise eine Ventilsteuerung, die mit 3000 U/min uniläuft, so wird das Ventil 50mal in der Sekunde betätigt. Da das Rückschlagventil nur einen Bruchteil der Urndrehungszeit der Steuerwelle ge- öffnet sein kann, beträgt die Öffnungszeit des Rückschlagventils etwa 1/2oo bis 1/3oo Sekunde. Geringfügige Veränderungen dieser öffnungszeit können - auf die Dauer gesehen - der Grund für verschiedene der genannten Nachteile sein.It turned out that the main source of error was the check valve. You have to take into account that this is not an ordinary check valve, as can be found, for example, as a ball check valve in soccer pumps, but that it is a very highly stressed part. For example, if you consider a valve control that runs at 3000 rpm, the valve is actuated 50 times per second. Since the check valve opens overall only a fraction of the Urndrehungszeit the control shaft may be, the opening time of the check valve is about 1 / 2oo to 1 / 3oo second. Slight changes in these opening times can - in the long run - be the reason for several of the disadvantages mentioned.

Während der kurz-en Öffnungszeit der Kugel des Rückschlagventils kann sich keine stationäre Strömung ausbilden, die eine dem svmmetrischen Aufbau des Ventils entsprechende Form hat. Die Kugel erhält also im ersten Öffnungsaugenblick einen Impuls in einer Richtung, welche keinesfalls mit der Axialrichtun- des Rückschlagventils zusammenzufallen braucht. Wenn das Rückschlagventil unmittelbar danach schließt, wird die Kugel nur in den seltensten Fällen direkt auf ihren ursprünglichen Sitz zurückfallen oder in ihn zurückgedrückt werden. Sie trifft einen beliebig gen Punkt des Ventilsitzes und rollt dann in die Dichtlage. Infolge ihrer Masse rollt sie aber darüber hinaus, so daß die Kugel kurzfristig um ihre Nullage pendelt. Während dies-er Zeit isit das Rückschlagventil noch nicht dicht geschlossen, und eine unkontrollierbare Verzögcri-ing der Öffnungszeit des Rückschlagventils ist die Folge.During the short opening time of the ball of the check valve can no steady flow can develop, which would affect the symmetrical structure of the Valve has the appropriate shape. The ball thus receives the first instant of opening an impulse in a direction which in no way coincides with the axial direction of the check valve needs to coincide. If the check valve closes immediately afterwards, the ball is only in the rarest of cases directly on its original seat fall back or be pushed back into it. It hits any point of the valve seat and then rolls into the sealing layer. Because of its mass, it rolls but beyond that, so that the ball swings around its zero position for a short time. While this time the check valve is not yet tightly closed, and an uncontrollable one The result is a delay in the opening time of the check valve.

Es kommt aber noch eine weitere Merlegung hinzu. Wenn die Achse des Rückschlagventils senkrecht steht, wird die statistische Häufigkeit, mit der die einzelnen Punkte des Ventilsitzes von der zurückfallenden oder zurückgedrückten Kugel getroffen werden, etwa gleich groß sein. Der Ventilsitz wird also mehr oder weniger gleichmäßig durch das Auftreffen der Kugel beschädigt und verforrnt. Wenn die Achse des Rückschlagve#ntils dagegen eine Schräglage einnimmt, wird die Kugel außer von der unsymmetrischen Strömung auch noch von einer Schwerkraftkomponente aus ihrer Mittellage abgelenkt. Die Folge davon ist es, daß einige Stellen des Ventilsitzes mit -weitaus größerer Häufigkeit voii 'der auftreffenden Kugel beschädigt werden als die übrigen Stellen. Der Ventilsitz verformt sich an diesen Punkten besonders stark, so daß- schließlich eine dauernde Undichtigkeit des Rückschlagventils daraus xesultiert.But there is still another explanation. If the axis of the Check valve is vertical, the statistical frequency with which the individual points of the valve seat from falling back or pushed back Bullet hit, be about the same size. The valve seat is so more or less evenly damaged and deformed by the impact of the ball. if the axis of the non-return valve, however, assumes an inclined position, the ball becomes apart from the asymmetrical flow, there is also a gravity component distracted from their central position. The consequence of this is it that some Positioning the valve seat with far greater frequency of the impact Bullet will be damaged than the rest of the spots. The valve seat deforms These points are particularly strong, so that finally there is a permanent leak of the check valve is the result.

, Das exzentrische Ausweichen der Kugel wird außerdem dadurch unte - rstützt, daß die auf die Kugel wirkende Schließfeder nicht genau zentral wirkt und daß die Kugel meist -,sei-,es durch die Herstellung, sei es durch den Betrieb -'-keine mathematisch genaue Kugelfläche- besitzt. Schli,#i31ich muß man noch berücksichtigen, daß bei einer',#schräg von ihrem Sitz weggestoßenen Kugel die -Strömung sich auf der einen Seite der Kugel stärker ausbildet als auf der anderen und die Kugel noch in eine unsymmetrische Lage treibt. Dadurch können die beschriebenen Vorgänge verstärkt werden-- -- , - Überlegungen, -wie sie vorstehend für das Beispiel eines kugelförmigen Rückschlagventils angestellt sind, gelten ähnlich auch für plattenförmige Rücks-chlag# ventile, bei denen iiberdies ein Kippen der Platte und damit ein schiefes Aufsehlagen, auf den Ventilsitz eintritt. , The eccentric deflection of the ball is also characterized unte - rstützt that the closing spring acting on the ball does not act exactly centrally and that the ball usually -, sides, by producing it, it is not mathematically accurate by the operation -'- Spherical surface possesses. Finally, one must also take into account that if a ball is pushed obliquely away from its seat, the flow develops more strongly on one side of the ball than on the other and drives the ball into an asymmetrical position. As a result, the processes described can be intensified - -, - considerations, - as they are made above for the example of a spherical check valve, also apply similarly to plate-shaped check valves, in which, moreover, the plate tilts and thus an oblique Aufsehlagen, occurs on the valve seat.

Die Nachteile der Kugel- und Plattenrückschlagventile werden nun gemäß der Erfindung dadurch wirksam bekämpft, daß das Rückschlagve.ntil einen Ventilteller mit einem einseitig daran anschließenden Führungsteil besitzt, welches in einer an den Ventilsitz angrenzenden, der' #Zuleitung ;der Flüssigkeit in den Druckrau#m dienenden Bohrung axial geführt ist.The disadvantages of the ball and plate check valves are now according to the invention effectively combats that the Rückschlagve.ntil a valve plate has with a unilaterally adjoining guide part, which in a adjoining the valve seat, the '#feed line; of the liquid in the pressure chamber serving bore is axially guided.

Der durch ein so geführtes Rückschlagventil gegenüber Kugel- und Plattenrückschlagventilen erzielte Vorteil ist bei weitem größer als der Nachteil, der durch den als Folge der Führung entstehenden Massenzuwachs des Ventils auftritt. Dies um so mehr, als der Massenzuwachs dadurch, daß der Führungsteil nur einseitig und außerdem angrenzend an den Ventilsitz, also in dessen unmittelbarer Nähe angeordnet ist, besonders klein gehalten ist. Diese Führung ist außerdem immer gut geschmiert, weil die in den Druckraum einzuleitende Flüssigkeit - zumeist ein Öl - durch die gleiche Bohrung hinzutritt, in der die Führung des Ventiltellers gleitet. Man kann. also diese Füh#rung wegen der guten Schmierung mit ganz geringem Spiel ausbilden. Der geführte Ventilteller hat immer die gleiche Berührungslinie oder -fläche mit dem Ventilsitz und schließt deshalb sofort dicht ab. Die Öffnungszeit des Rückschlagventils ist dadurch genau festgelegt. Weiterhin kann sich keine unsymmetrische Strömung ausbilden, da der geführte Ventilteller eine symmetrische Strömung durch das Ventil erzwingt. Deshalb sind auch keine Pendelvorgänge mehr möglich.The advantage achieved by a check valve guided in this way over ball and plate check valves is by far greater than the disadvantage that occurs due to the increase in mass of the valve resulting from the guidance. This is all the more so as the increase in mass due to the fact that the guide part is kept particularly small only on one side and also adjacent to the valve seat, that is to say in its immediate vicinity. This guide is also always well lubricated because the liquid to be introduced into the pressure chamber - mostly an oil - enters through the same hole in which the guide of the valve disk slides. One can. so train this guide with very little play because of the good lubrication. The guided valve disk always has the same line or surface of contact with the valve seat and therefore immediately closes tightly. The opening time of the check valve is therefore precisely defined. Furthermore, no asymmetrical flow can develop, since the guided valve disk forces a symmetrical flow through the valve. That is why pendulum processes are no longer possible.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung, in welcher zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert sind. Hierin zeigt Fig. 1 eine erfindungsgernäße Ausgleichsvorrichtung, welche zwischen Kipphebel und Ventilspindel direkt auf das Ventil aufgesetzt ist, und Fig. 2 eine erfindungsgemäße AusgleichsvoTrichtung, welche dicht oberhalb der Steuer-v#,elle in der Stetiereinrichtung angeordnet ist.Further features of the invention emerge from the description, in which two exemplary embodiments of the invention are explained in more detail with reference to the drawing. 1 shows a compensating device according to the invention, which is placed directly on the valve between the rocker arm and valve spindle, and FIG. 2 shows a compensating device according to the invention, which is arranged just above the control element in the control device.

In Fig. 1 stützt sich an dem üblichen Federteller 1 die Ventilfeder 2 ab. Die Ventilspindel 3 ist mit Hilfe des zweiteiligen konischen Ringes 4 fest mit dem Federteller 1 verbunden. Der Kipphebel 5 wird auf beliebige Weise von der Steuerwelle her betätigt. Er wirkt über die Kalotte 6 auf den kolbenartigen Körper 7. Die Ventilspindel 3 ist weiterhin mit einem zylinderförmigen Körper 8 verbunden, in welchem der kolbenartige Körper 7 gleitet. Beide Körper werden durch die Kraft der Feder 9 auseinandergedrückt, so daß zu jedem Zeitpunkt einerseits der Körper 7 mit der Kalotte 6 und andererseits der Körper 8 mit der Spindel 3 in Berührung steht. Über die Bohrungen 10, 11 und 12 WiTd in das Innere des kolbenartigen Körpers 7 Öl geleitet, welches - sobald sich das geführte, durch die Feder 13 an seinen Sitz gedrückte kleine Ventil 14 öffnet - in den Raum 15 dringen kann.In Fig. 1 , the valve spring 2 is supported on the usual spring plate 1. The valve spindle 3 is firmly connected to the spring plate 1 with the aid of the two-part conical ring 4. The rocker arm 5 is operated in any way by the control shaft. It acts on the piston-like body 7 via the spherical cap 6. The valve spindle 3 is also connected to a cylindrical body 8 in which the piston-like body 7 slides. Both bodies are pressed apart by the force of the spring 9 , so that at any point in time, on the one hand, the body 7 with the spherical cap 6 and, on the other hand, the body 8 is in contact with the spindle 3. 7 passed through the oil holes 10, 11 and 12 WITD in the interior of the piston-like body, which - as soon as the guided open by the spring 13 compressed to its small seat valve 14 - can penetrate into the space 15 °.

Die Funktion der Vorrichtung beruht nun darauf, daß durch den Druck der Feder 9 der Raum 15 vergrößert und in ihm ein Unterdruck erzeugt wird, so- bald ein Ventilspiel beispielsweise zwischen der Kalotte 6 und dein Körper 7 auf treten sollte. Durch den Unterdruck wird tinter Überwindung der Kraft der Feder 13 Öl in den Raum 15 gesogen. Wenn nun zur Betätigung der Ventilspindel 3 über diese Ausgleichsvorrichtung eine Steuerkraft geleitet wird, wirkt der mit 01 gefüllte Raum als Übertragungsglied. Bei der Kraftübertragung wird etwas Öl durch den Spalt zwischen den Körpern 7 und 8 herausgedrückt und kann sich in dem von der Haube 16 gedeckten Raum sammeln. Der ölverlust ermöglicht ein erneutes Ansaugen von Öl aus der Bohrung 12, so daß sich nahezu bei jedem Ventilspiel das kleine Ventil 14 öffnen muß und die Füllung dem jeweiligen Ventilspiel angepaßt werden kann. Dieses Ventil 14 kann Flügel 17 besitzen, mit denen es sich an der Innenwand der Bohrung 12 abstützt. Sie ermöglichen einen gleichmäßigen Einlauf des Öles. Außerdem ist einversetztes Aufprallen des Ventils nicht mehr möglich, so daß nachteilige Pendelerscheinullgen vermieden werden.The function of the device is based on the fact that the pressure of the spring 9 enlarges the space 15 and a negative pressure is generated in it as soon as a valve clearance, for example between the spherical cap 6 and your body 7 , should occur. Due to the negative pressure, oil is drawn into the space 15 after overcoming the force of the spring 13. If a control force is now passed via this compensating device to actuate the valve spindle 3 , the space filled with 01 acts as a transmission element. During the power transmission, some oil is pressed out through the gap between the bodies 7 and 8 and can collect in the space covered by the hood 16. The loss of oil enables oil to be sucked in again from the bore 12, so that the small valve 14 has to open almost with every valve clearance and the filling can be adapted to the respective valve clearance. This valve 14 can have wings 17 with which it is supported on the inner wall of the bore 12. They allow the oil to run in evenly. In addition, a staggered impact of the valve is no longer possible, so that disadvantageous pendulum swings are avoided.

In Fig. 2 ist die Ausgleichsvorrichtung in einem festen Gehäuseteil 19 angeordnet. In diesem kann der zylinderförrnige Körper 20 gleiten, welcher von unten her durch den Nocken der Steuerwelle betätigt wird. In ihm wiederum gleitet der kolbenartige Körper 21, welcher mit der Kalotte 22 und dem Steuerhebel 23 in Berührung steht. Ein Sprengring 24 verhindert, daß der zylinderförmige Körper 21 bei fehlendem Widerstand am Ende des Steuerhebels 23 durch die Kraft der Feder 25 nach oben herausgedrückt wird. Das kleine Ventil 26 des Spielausgleichers, die Feder 27 und der Raum 28 haben die gleiche Funktion wie die entsprechenden Teile im ersten Ausführungsbeispiel. Das 01 wird diesmal über die Bohrung 29 und die Ausnehmungen 30 und 31 in den Innenraum 32 geleitet, von wo aus es in die Bohrung 33 im Innern des kolbenartigen Körpers 21 dringen kann. Die Wirkungsweise dieser Ausgleilchseinrichtung entspricht genau derjenigen des Beispiels in Fig. 1. In FIG. 2, the compensation device is arranged in a fixed housing part 19. The cylindrical body 20, which is actuated from below by the cam of the control shaft, can slide in this. The piston-like body 21, which is in contact with the spherical cap 22 and the control lever 23 , slides in it. A snap ring 24 prevents the cylindrical body 21 from being pushed out upwards by the force of the spring 25 if there is no resistance at the end of the control lever 23. The small valve 26 of the lash adjuster, the spring 27 and the space 28 have the same function as the corresponding parts in the first embodiment. This time the 01 is passed through the bore 29 and the recesses 30 and 31 into the interior 32 , from where it can penetrate into the bore 33 in the interior of the piston-like body 21. The mode of operation of this compensation device corresponds exactly to that of the example in FIG. 1.

Zu beachten ist, daß die Spielausgleicher trotz ihrer geneigten Lage ohne Schwierigkeiten absolut sicher arbeiten. Selbst stärkere Neigungen auch über 90' hinaus würden die Funktion des kleinen Ventils nicht beeinträchtigen. Es empfiehlt sich jedoch, die Vorrichtungen nicht stärker als 901 zu neigen, da auf diese Weise eventuell in die Räume 15 bzw. 28 gedrungene Luft selbsttätig nach oben entweichen kann. Im übrigen spielt es keine Rolle, an welcher Stelle der Steuerung die Atisgleichsvorrichtung angeordnet ist. Neben den gezeigten Anordnungen ist der Einbau beispielsweise direkt in dein Kipphebel möglich.It should be noted that, despite their inclined position, the lash adjusters work absolutely safely without difficulty. Even steeper inclinations beyond 90 ' would not impair the function of the small valve. It is advisable, however, not to incline the devices more than 901 , since in this way any air that has penetrated into the spaces 15 or 28 can automatically escape upwards. In addition, it does not matter at which point of the control the synchronization device is arranged. In addition to the arrangements shown, it can be installed directly in your rocker arm, for example.

Claims (1)

PATENTANSPRUCH-In bewegte Teile des Ventilantriebs von Brennkraftmaschinen eingebaute hydraulische Ventilspielausgleichsvorrichtung mit einem ihren Flüssigkeitsdruckraum abschließen-den Rückschlagventil, dadurch gekennzeichnet, daß das Rücks,chlagventil einen Ventilteller mit einem einseitig daran anschließenden Führungsteil besitzt, welches in einer an den Ventilsitz angrenzenden, der Zuleitung der Flüssigkeit in den Druckraum dienenden Bohrung axial geführt ist. In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschrif ten Nr. 2 468 332, 2 654 356; »Automobile Engineer«, März 1953, S. 126 bis 128.PATENT CLAIM-In moving parts of the valve drive of internal combustion engines built-in hydraulic valve lash adjuster with a its fluid pressure chamber closing the check valve, characterized in that the return blow valve has a valve plate with a one-sided adjoining guide part, which in a valve seat adjoining, the supply line of the Fluid is guided axially into the pressure chamber serving bore. References considered: U.S. Patent Nos. 2,468,332, 2,654,356; "Automobile Engineer", March 1953, pp. 126 to 128.